Formas de expresar la concentración: soluciones diluidas y concentradas

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Comúnmente, en muchos laboratorios se utilizan soluciones de concentración, conocida como base, para la preparación de soluciones más diluidas o concentradas, adicionando mayor cantidad de solvente en el caso de las soluciones diluidas, o mayor cantidad de soluto y calentando para eliminar cantidad de solvente, en el caso de soluciones más concentradas.

Estudiemos ahora las diferentes situaciones problemáticas que puedan presentarse al preparar soluciones diluidas y soluciones concentradas.

1. Calcule la concentración de una solución que ha sido preparada añadiéndole 2 L de agua a 5.000 ml de solución al 40 % en m/v de hidróxido de sodio.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

Vste: 2 L de agua g; vsol: 5.000 ml ; % m/v inicial: 40 m/v de hidróxido de sodio; % m/v final: ¿? ; gsto: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular el % m/v de la solución final y los gsto, estos últimos son necesarios para determinar el porcentaje en m/v.

Por lo ya estudiado, sabemos que el 40 % en m/v nos indica que por cada 100 ml de solución que se necesite preparar, se requieren 40 g de soluto. Realizando un regla de tres, por medio de dicho razonamiento, podemos calcular una de nuestras incógnitas:



• Este cálculo también puede realizarse a través del despeje de la fórmula de % m/v, quedándonos:



• Los gramos son obtenidos para utilizarlos en el cálculo de la concentración final de la solución diluida. El volumen de esta solución final (vsolf) se determina sumando el volumen de la solución inicial (vsoli) más el volumen del solvente adicional. Es necesario trabajar en las mismas unidades por lo que los litros de solvente adicional deben transformarse a mililitros.



• El cálculo de la concentración se realiza a través de la fórmula de % en m/v, quedándonos:



Sustituyendo ahora el la fórmula del porcentaje, nos queda:



• La concentración final es menor a la concentración inicial dado que lógicamente se realizó una dilución al adicionar solvente. Estudiemos ahora el caso contrario a continuación.

2. Se calienta una solución de 1.000 ml de sal común (NaCl) y agua al 10 % en m/v, la cual se evapora hasta llegar a un volumen de 700 ml. Calcule la concentración en % en m/v de la solución final.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

Vsol1: 1.000 ml de agua salada; vsol2: 700 ml; % m/v inicial: 40 m/v de hidróxido de sodio; % en m/v: ¿? ; gsto: ¿?

• El segundo paso es analizar el problema según la incógnita que se presenta, que es calcular el % m/v de la solución final y los gsto, estos últimos necesarios para determinar el porcentaje en m/v.

Por lo ya estudiado, sabemos que el 10 % en m/v nos indica que por cada 100 ml de solución que se necesite preparar, se requieren 10 g de soluto. Realizando un regla de tres, por medio de dicho razonamiento, podemos calcular una de nuestras incógnitas:



• Este cálculo también puede realizarse a través del despeje de la fórmula de % m/v, quedándonos:



• El cálculo de la concentración final se realiza a través de la fórmula de % en m/v, utilizando el volumen de solución final, quedándonos:



Sustituyendo ahora el la fórmula del porcentaje, nos queda:



• La concentración final es mayor a la concentración inicial dado que, lógicamente, se calentó la solución, evaporándose el solvente, mientras que la cantidad de soluto se mantuvo constante.

Autoevaluación.

1. Determinar la concentración de una solución de 1 L al 13 % en m/v a la cual se le ha adicionado 1.500 ml. Realice los cálculos a través de los dos métodos estudiados.

2. Se calienta una solución de 1.800 ml de sal común (NaCl) y agua al 45 % en m/v, la cual se evapora hasta llegar a un volumen de 600 ml. Calcule la concentración en % en m/v de la solución final. Realice los cálculos a través de los dos métodos estudiados.

Referencias bibliográficas:

Cuerpo de redacción (1997). Mentor interactivo. Enciclopedia temática estudiantil. Editorial Océano. Barcelona, España. Pág.: 37-40.

Suarez, F (1994). Química teoría. 9no grado de Educación media general. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág.: 40 - 41.

Suarez, F (2011). Química teoría. 4to año de Educación media general. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág.: 39- 40.